1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Целью данного курса является обучение магистрантов построению автоматизированных систем для научных исследований.
В результате изучения дисциплины магистранты должны:
знать основные структуры и виды обеспечений автоматизированных систем, типы и характеристики первичных измерительных преобразователей, структуру ЭВМ и организацию обмена данными с внешними устройствами, архитектуру и алгоритмы функционирования универсальных измерительных интерфейсов;
уметь разработать автоматизированную систему на базе стандартного приборного интерфейса, выбрать необходимые технические и программные средства, разработать алгоритмы измерения и обработки данных, отладить программное обеспечение создаваемой системы.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Наименование тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах (18 часов)
2.1.1 Введение. Структура, содержание и задачи курса "Современные программно-технические средства автоматизированных систем научных исследований", его связь с другими дисциплинами. (2 часа).
2.1.2 Структуры и виды обеспечений автоматизированных систем для научных исследований (2 часа).
2.1.3 Датчики автоматизированных систем (2 часа).
2.1.4 Структура ЭВМ (4 часа).
2.1.5 Обмен данными с внешними устройствами ЭВМ (2 часа).
2.1.6 Системы сопряжения ЭВМ с объектом автоматизации (2 часа).
2.1.7 Интерфейсная шина с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией (2 часа).
2.1.8 Основные тенденции и направления развития автоматизированных систем (2 часа).
2.2 Лабораторные занятия, их наименование и объем (36 час.
)
2.2.1 Лабораторная работа №1. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи (4 часа).
2.2.2 Лабораторная работа №2. Программное обеспечение АСНИ (4 часа).
2.2.3 Лабораторная работа №3. Схемы включения измерительных преобразователей (4 часа).
2.2.4 Лабораторная работа №4. Программно-управляемый режим внешних устройств (6 часов).
2.2.5 Лабораторная работа №5. Организация обмена данными на системной шине (4 часа).
2.2.6 Лабораторная работа №6. Особенности организации промышленных компьютеров (6 час.)
2.2.7 Лабораторная работа № 7. Программно-доступные регистры контроллера и их организация (4 часа).
2.2.8 Лабораторная работа № 8. Адресация регистров контроллера и их модулей (4 часа).
2.3. Самостоятельная работа (86 часов)
Распределение времени по видам самостоятельных работ приведено в таблице 1.
Таблица 1 - Виды самостоятельных работ
| № |
Наименование работ |
Кол-во часов |
Форма отчетности |
| 1 |
Проработка лекционного материала |
10 |
зачет |
| 2 |
Подготовка к лабораторным занятиям |
10 |
зачет |
| 3 |
Подготовка реферата |
30 |
реферат, защита |
| 4 |
Выполнение индивидуальных заданий |
40 |
отчет, защита |
2.4 Примерные темы рефератов
2.4.1 Квантование непрерывного сигнала.
2.4.2 Примеры автоматизированных систем для научных исследований.
2.4.3 Технические средства автоматизации эксперимента.
2.4.4 Программное обеспечение АС.
2.4.5 Классификация датчиков и основные требования к ним.
2.4.6 Схемы включения, функции, преобразования и погрешности.
2.4.7 Датчики сил и механических напряжений.
2.4.8 Фоточувствительные датчики.
2.4.9 Датчики давления.
2.4.10 Система памяти. Иерархия, особенности подсистем.
2.5 Примерные темы индивидуальных заданий
2.5.1 Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов.
2.5.2 Основные направления в архитектуре процессоров.
2.5.3 Макросредства языка ассемблера.
2.5.4 Создание Windows-приложений на ассемблере.
2.5.5 Работа с окнами диалога Windows на ассемблере.
2.5.5 Использование ассемблера для разработки программ, управляющих аппаратными ресурсами ПК.
2.5.6 Связь ассемблерных программ с программами, разработанными с использованием языков высокого уровня.
2.6 Методика формирования текущего рейтинга
Лабораторные занятия, предусмотренные рабочей программой, выполняются согласно расписанию занятий. Собеседование проводится во время экзаменационной сессии. Рейтинг выстроен так, что для получения оценки студ
Максимальный рейтинг по дисциплине составляет 120 баллов и определяется по таблице 2. Для получения оценки «отлично» требуется набрать не менее 100 баллов, «хорошо» - 80 баллов.
Таблица 2 – Распределение максимального рейтинга по элементам контроля
| № |
Виды контроля |
Начало (неделя) |
Окончание (неделя) |
Максим. балл |
| 1 |
Посещение лекций |
1 |
17 |
30 |
| 2 |
Лабораторная работа №1 |
1 |
2 |
5 |
| 3 |
Лабораторная работа №2 |
3 |
7 |
10 |
| 4 |
Лабораторная работа №3 |
8 |
11 |
10 |
| 5 |
Лабораторная работа №4 |
12 |
13 |
5 |
| 6 |
Реферат |
1 |
8 |
30 |
| 7 |
Индивидуальное задание |
5 |
16 |
20 |
| 8 |
Собеседование |
17 |
17 |
10 |
| 10 |
Всего баллов |
1 |
17 |
120 |
Выполнение заданий в неустановленный срок приводит к снижению рейтинга.
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
3.1
Основная литература
3.1.1 Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: учеб.пособие: рек. УМО/ Е.П.Угрюмов. -2-е изд., перераб. и доп. –СПб.: БХВ-Петербург, 2007. -2007. -782 с.
3.1.2 Грушвицкий Р.И. Проектированиесистем на микросхемах с программируемой структурой: (учеб.пособие)/ Р.И.Грушвицкий, А.Х.Мусаев, Е.П.Угрюмов. -2-е изд. –СПб.: БХВ-Петербург, 200. -736 с.
3.1.3 Фрайден Дж. Современные датчики: справ./ Дж.Фрайден; пер. с англ. Ю.А.Заболотной, под ред. Е.Л.Свинцова. –М.: Техносфера, 2006. -589 с.
3.1.4 Курицын С.А. Телекомуникационные технологии и системы: учеб. пособие/ С.А.Курицын. –М.: Академия, 2008. -300 с.
3.1.5 Рудометов Е.А. Материнские платы и чипсеты/ Е.А.Рудометов. -4-е изд. –СПб:Питер, 2007. -368 с.
3.1.6 Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства: (учеб. пособие)/ В.И.Бойко и др. –СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -482 с.
3.1.7 Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства: (учеб. пособие)/ В.И.Бойко и др. –СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -497 с.
3.2 Дополнительная литература
3.2.1 Юров В.И. Assembler: учеб.: доп. Мин.обр. РФ/ В.И.Юров. -2-е изд. –СПб.:Питер, 2008. -637 с.
3.2.2. Управляющие системы и автоматика: производственно-практическое изд./ Д.Шмид и др.: пер.с нем.Л.Н.Казанцева. –М.:Техносфера, 2007. -584 с.
3.2.3 Шандров Б.В. Технические средства автоматизации: учеб.: рек. Мин.обр. РФ/ Б.В.Шандров, А.Д.Чудаков. –М.:Академия, 2007 _362 с.
3.2.4 Свердлов С.З. Языки программирования и методы трансляции: учеб.пособие: доп. Мин.обр. РФ/ С.З.Свердлов. –СПб.:Питер, 2007. -638 с.
3.2.5 Бройдо В.Л. Архитектура ЭВМ и систем: учеб: рек. Мин.обр. и науки РФ/ В.Л.Бройдо, О.П.Ильина. -2-е изд. – СПб.:Питер, 2009. -720 с.
3.2.6 Марголин В.И. Физические основы микроэлектроники: учеб.: рек. УМО/ В.И.Марголин, В.А.Жабрев, В.А.Тупик. –М.: Академия, 2008. -400 с.
3.2.7 Наноэлектроника/ под ред. А.А.Орликовского. –М.: Изд-во Моск. Гос.техн. ун-та им.Н.Э.Бауман. -2009. -720 с.